Este avião revolucionário poderia tornar as viagens aéreas verdes?

Recentemente, reservei meu primeiro voo desde que a pandemia do COVID-19 devastou a indústria da aviação. Quem pode esquecer os aeroportos cheios de aviões encalhados, com funcionários e pilotos demitidos? De acordo com Organização da Aviação Civil Internacional (OACI), o número de passageiros aéreos em todo o mundo caiu 60% entre 2019 e 2020. E embora os números tenham voltado para 2.3 bilhões em 2021, eles ainda estavam 49% abaixo dos níveis pré-pandemia.

Mas, apesar dos problemas, as viagens aéreas sustentáveis ​​fizeram grandes progressos nos últimos dois anos. Muitas companhias aéreas e transportadoras exploraram a oportunidade oferecida pela queda no número de passageiros para descartar aviões mais antigos, menos econômicos e menos eficientes. Os aviões expelem dióxido de carbono (CO₂) e óxidos nitrosos (NOx), que também ajuda a formar ozônio na troposfera superior. Eles também emitem partículas e deixam rastros de vapor de água (rastros), os quais retêm o calor.

As viagens aéreas sustentáveis ​​fizeram grandes progressos nos últimos dois anos.

Com companhias aéreas e fabricantes de aviões interessados ​​em melhorar suas credenciais ambientais, uma solução simples é alimentar as aeronaves com biocombustível, conhecido como combustível de aviação sustentável (SAF) no comércio. As aeronaves existentes podem usar combustível de aviação misturado com 50% de SAF sem necessidade de qualquer modificação. Isso pode reduzir as emissões em até 80% em comparação com o combustível de aviação comum, com Rolls-Royce e Boeing já tendo realizado voos de teste em 747 equipados com motores Trent utilizando 100% SAF.

Combustíveis alternativos

Infelizmente, esses combustíveis mais verdes são até cinco vezes mais caros do que os combustíveis para aviação, de modo que não terão sucesso sem incentivos fiscais ou investimentos da indústria de combustíveis para torná-los mais baratos. A empresa finlandesa Neste, por exemplo, está usando óleos de cozinha antigos como matéria-prima para seu SAF, alegando que mais de 370,000 voos comerciais usaram SAF desde 2016. Atualmente, a Neste pode produzir cerca de 150 milhões de litros de combustível por ano, mas isso ainda é uma pequena fração do que é necessário – e há pouca gordura de cozinha usada disponível antes que os SAFs concorram com os suprimentos globais de alimentos.

Essas preocupações são uma das razões pelas quais o governo Biden lançou o Grande Desafio de Combustível de Aviação Sustentável, que visa produzir 3 bilhões de galões de SAF por ano até 2030. Mas mesmo que essa meta ambiciosa seja alcançada, os SAFs só cortarão o CO direto₂ emissões de aviões; eles não fazem nada para NOx, vapor de água ou rastros. A solução óbvia é o hidrogênio, que quase não emite CO₂, muito pouco NOx e apenas um pouco de vapor de água. Sua densidade de energia (140 MJ/kg) é o triplo do querosene (43 MJ/kg) e muito maior do que as baterias de íon-lítio (0.95 MJ/kg).

No lado negativo, o hidrogênio é um gás à temperatura ambiente, o que significa que precisa ser liquefeito ou comprimido para que possa ser armazenado na fuselagem. É por isso que acho que as baterias elétricas podem ser uma resposta, pelo menos para aviões menores. Rolls-Royce do ano passado quebrou dois recordes mundiais para o avião totalmente elétrico mais rápido, atingindo velocidades de 555 km/h em uma distância de 3 km. O avião usou um motor elétrico de fluxo axial de 400 kW do fornecedor de powertrain automotivo de Oxford YASA.

Infelizmente, as baterias de hoje são tão pesadas e volumosas que os aviões elétricos a bateria provavelmente só serão úteis para voos curtos. Mas de acordo com um relatório recente do Reino Unido Instituto de Tecnologia Aeroespacial (ATI), o setor de aviação pode se tornar neutro em carbono até 2050 usando uma combinação de SAFs e, finalmente, hidrogênio “verde” (ou seja, hidrogênio não derivado de combustíveis fósseis) usando células de combustível, turbinas a gás e sistemas híbridos. A ATI acredita que um avião de médio porte movido a hidrogênio pode voar até 2035 e um avião de fuselagem estreita até 2037. O primeiro poderia levar 280 passageiros diretamente de Londres a São Francisco.

Se metade dos aviões comerciais do mundo fossem movidos a hidrogênio até 2050, a ATI estima que as emissões de carbono do setor de aviação cairiam 4 × 10⁹ toneladas (4 Gt). Isso seria equivalente a quatro anos de emissões de todos os aviões convencionais existentes, com potencialmente 14 Gt sendo economizados até 2060. Não é um sonho: muitas empresas contribuíram para o relatório da ATI, incluindo Airbus, easyJet, Eaton, GE Aviation, GKN Aeroespacial, Motores de Reação e Rolls-Royce.

Em outros lugares, Reaction Engines, IP Group e o Conselho de Instalações de Ciência e Tecnologia do Reino Unido lançaram um novo e intrigante joint venture na conferência COP26 em Glasgow. Eles querem ver se o calor de exaustão de um avião pode ser usado para produzir hidrogênio a partir de combustível de amônia, criando uma mistura que imita o combustível de aviação e pode ser usada em motores de aeronaves existentes. Enquanto isso, Aviação H2 na Austrália está usando combustão de amônia líquida em motores a jato modificados e pretende ter um Dassault Falcon 50 avião nos céus em meados de 2023.

A adaptação de aeronaves existentes com powertrains hidrogênio-elétricos faz sentido econômico e ambiental.

Além desse tipo de “amônia verde”, talvez a opção mais limpa de todas esteja sendo lançada pela start-up do Reino Unido/EUA ZeroAvia, que reequipou um avião de passageiros turboélice Dornier 228 existente com células de combustível de hidrogênio e motores elétricos. Comparado aos motores a jato, sua abordagem poderia reduzir os custos operacionais em 60% e os custos de manutenção em 75% – e, é claro, com zero emissões. A ZeroAvia já realizou o primeiro voo de avião de seis lugares com emissão zero, assinou uma parceria com a British Airways e a United Airlines e levantou mais de US$ 130 milhões em financiamento.

A adaptação de aeronaves existentes com motores elétricos a hidrogênio faz sentido econômico e ambiental, uma vez que havia 23,000 aeronaves comerciais em serviço em todo o mundo em 2017. Mas também estou intrigado com um novo projeto de avião potencialmente revolucionário que está sendo desenvolvido pela start-up americana Otto Aviation . Sua embarcação Otto Celera 500L de fluxo laminar ultra-aerodinâmico pode – afirma a empresa – levar seis passageiros a mais de 8300 km a velocidades de 740 km/h usando uma única hélice, voando de 8 a 9 vezes mais por litro de combustível do que um jato similar. .

Se desenvolvimentos como esses forem bem-sucedidos, talvez o “vôo verde” um dia seja possível.